人工濕地污水處理技術(shù)初探

黃蔚 曾錚

摘要：本文根據(jù)國(guó)內(nèi)人工濕地技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，研究人工濕地技術(shù)的處理機(jī)理并分析影響人工濕地凈化能力的因素，提出了對(duì)人工濕地污水處理系統(tǒng)的性能改進(jìn)措施，為其在污水處理方面發(fā)揮更大作用提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：人工濕地：污水處理：性能改進(jìn)引言：隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源被人類(lèi)廣泛利用，不僅應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活，還用于發(fā)電、水運(yùn)、旅游和環(huán)境改造等。在廣泛利用的同時(shí)出現(xiàn)不合理利用的現(xiàn)象，隨之帶來(lái)的水污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重；人工濕地系統(tǒng)在處理水污染方面有重要作用，因此研究人工濕地污水處理技術(shù)在處理水污染方面具有重要的意義。

1人工濕地污水處理技術(shù)概述

1.1人工濕地的含義。濕地對(duì)氣候和水分有很好的調(diào)節(jié)作用，在實(shí)際應(yīng)用中，人們可以通過(guò)模仿濕地的組成、構(gòu)造和環(huán)境的方式來(lái)達(dá)到對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂蚝退终{(diào)節(jié)的目的。人工濕地的定義是：人們?yōu)檫_(dá)到濕地對(duì)氣候和水分的調(diào)節(jié)作用，在人工筑造而成的水池或者溝槽里種植—定比例的水生植物，系統(tǒng)中各組成成分通過(guò)相互之間的物理、生物和化學(xué)作用來(lái)處理污染水資源中的危害物質(zhì)，這是一個(gè)可以控制的工程化濕地系統(tǒng)。

1.2人工濕地污水處理技術(shù)的含義。人工濕地實(shí)質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜的、綜合的生態(tài)系統(tǒng)，人工濕地污水處理技術(shù)主要是人們?cè)趯?shí)際生產(chǎn)和生活中，為了對(duì)氣候和水分有一個(gè)很好的保護(hù)作用，同時(shí)對(duì)生活和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生水污染進(jìn)行處理而采取的一種技術(shù)手段。

2.人工濕地污水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.1人工濕地污水處理技術(shù)的國(guó)外研究現(xiàn)狀。最早發(fā)現(xiàn)了蘆薈可以去除水資源中有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的實(shí)驗(yàn)室由德國(guó)的MaxPlank研究所在1953年進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)也是世界首例人工濕地處理污水的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)在世界各地引起了大家對(duì)人工濕地在處理水污染方面的思考，在此之后，關(guān)于人工濕地的應(yīng)用研究如雨后春筍，其中最有代表性質(zhì)的有：丹麥先后建立了30多個(gè)人工濕地污水處理廠進(jìn)行人工濕地的研究。

2.2人工濕地污水處理技術(shù)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀。我國(guó)對(duì)人工濕地的研究起步較晚，首例對(duì)人工濕地的研究可以追溯到1987年天津市環(huán)境保護(hù)研究所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。隨后我國(guó)在人工濕地技術(shù)方面的研究如火如荼，90年代在深圳建了白泥坑人工濕地示范工程，20世紀(jì)末應(yīng)用污水新處理技術(shù)的成都活水公園也應(yīng)運(yùn)而生。

2.3人工濕地污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。人工濕地系統(tǒng)不僅可以對(duì)當(dāng)?shù)氐乃趾蜌夂蜻M(jìn)行調(diào)節(jié)，還能對(duì)污染物質(zhì)進(jìn)行處理，同時(shí)還具有美觀等美學(xué)價(jià)值，因此發(fā)展前景十分廣闊。主要表現(xiàn)在以下方面：第一，結(jié)合計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬對(duì)人工濕地系統(tǒng)的不同組成類(lèi)型進(jìn)行研究，不僅省時(shí)省力，而且可以找到提高人工濕地去污能力最強(qiáng)的系統(tǒng)組合；第二，統(tǒng)計(jì)不同地區(qū)不同行業(yè)的工業(yè)污水的使用數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)下的大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)更好的進(jìn)行人工濕地的研究、應(yīng)用。

3人工濕地污水處理技術(shù)

3.1人工濕地污水處理技術(shù)的處理機(jī)理。從德國(guó)M ax Plank研究所進(jìn)行的世界首例人工濕地處理污水的實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，到現(xiàn)在人工濕地技術(shù)的廣泛研究和應(yīng)用，人們?cè)谘芯亢蛻?yīng)用的過(guò)程中，對(duì)人工濕地的處理機(jī)理有了基本認(rèn)識(shí)：在人工筑造而成人工濕地系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)中基質(zhì)一水生植物一微生物的物理、化學(xué)、生物的三重協(xié)同作用，對(duì)污染的水資源進(jìn)行吸附、離子交換、沉淀、分解等，以此實(shí)現(xiàn)去除污水資源中的危害物質(zhì)。

3.2人工濕地污水處理系統(tǒng)的基本類(lèi)型。人們通常把人工濕地污水處理系統(tǒng)分為水平潛流濕地、垂直流濕地和表面流濕地三種主要類(lèi)型，該分類(lèi)方法的依據(jù)是不同人工濕地系統(tǒng)的水體流態(tài)和工程構(gòu)建的不同，其中，水平潛流濕地和垂直潛流濕地的系統(tǒng)控制要求相對(duì)復(fù)雜，系統(tǒng)構(gòu)建的要求相對(duì)較高，水力負(fù)荷比較大，但是去污的效果比較好：而表面流濕地的系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單，水力負(fù)荷也比較低，但是去污能力相對(duì)前兩者較低。

3.3人工濕地污水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和不足。一般傳統(tǒng)污水處理方式耗時(shí)、耗力、效果不理想，通過(guò)對(duì)比人工濕地污水處理技術(shù)與傳統(tǒng)污水處理手段，可以發(fā)現(xiàn)人工濕地技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，比如投入的資源較少、成本相對(duì)較低：污水的處理系統(tǒng)可以根據(jù)不同水污染的類(lèi)型進(jìn)行組建：效果也比較理想。但是人工濕地也存在不足，其中不足之處主要集中在以下方面：占地面積比較大、受氣候條件影響較大、植物容易產(chǎn)生去污飽和現(xiàn)象。

4人工濕地污水處理系統(tǒng)的性能改進(jìn)

4.1人工濕地污水處理系統(tǒng)的性能。人工濕地系統(tǒng)由植物、微生物、基質(zhì)及動(dòng)物組成，其中，濕地中的水生植物起到固定床體、提供較好的過(guò)濾作用：人為設(shè)計(jì)的具有—定厚度鋪成的供植物生長(zhǎng)、微生物附著的的基質(zhì)，不僅能為植物、微生物的成長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，而且具有過(guò)濾、沉淀、吸附等作用，能有效的把水體中的SS去除，系統(tǒng)中各組成成分在相互協(xié)同作用下達(dá)到處理污水效果。

4.2影響人工濕地凈化能力的因素分析。影響人工濕地凈化能力的因素主要有：當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境、濕地中植物的種類(lèi)以及去污能力、濕地中動(dòng)物種類(lèi)、濕地中水流動(dòng)力學(xué)特性、濕地中微生物類(lèi)群及基質(zhì)的組成，其中起主要作用的是濕地中植物的種類(lèi)及其去污能力。

4.3人工濕地污水處理系統(tǒng)的性能改進(jìn)。目前人們對(duì)人工濕地凈化過(guò)程的了解多基于“黑箱”理論，而對(duì)于人工濕地在實(shí)際中的污水凈化過(guò)程并不是很了解，從而導(dǎo)致人工濕地技術(shù)還未達(dá)到理想的效果，對(duì)于人工濕地污水處理系統(tǒng)的性能改進(jìn)方面主要有以下方面：第一，深入了解人工濕地的工藝參數(shù)，在建造各地的人工濕地要根據(jù)各地要處理的污水的降解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的規(guī)律，設(shè)計(jì)最優(yōu)的人工濕地；第二，統(tǒng)計(jì)不同地區(qū)的人工濕地去污能力的數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)下的大數(shù)據(jù)技術(shù)，具體準(zhǔn)確的掌握不同類(lèi)型的人工濕地系統(tǒng)的去污能力，從而能更準(zhǔn)確的選擇合理的人工濕地系統(tǒng)的組成比例；第三，濕地系統(tǒng)中氧含量是影響濕地N和P凈化效果的關(guān)鍵因素，為測(cè)出系統(tǒng)中氧含量的最佳值，可以結(jié)合計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件模擬對(duì)人工濕地系統(tǒng)的不同的氧含量進(jìn)行模擬，通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)找到系統(tǒng)中最佳的氧含量。

結(jié)語(yǔ)：人工濕地污水處理技術(shù)是現(xiàn)在和今后污水處理的一個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)，隨著我們對(duì)其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深入分析和研究、解決其不完善的地方，人工濕地必將會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用前景。